本发明涉及光检测技术领域，特别是涉及一种光传感器、光检测方法和显示装置。
背景技术：
目前测试光的传感器有很多种，比较突出的为光敏传感器，但集成于玻璃基板的光传感器比较少，并且不同材料的薄膜晶体管对光的响应特性不同，例如对光响应特性最好的是a-si，对光惰性较好的是低温多晶硅和bce薄膜晶体管。
现有技术中一般使用对薄膜晶体管进行积分电荷或者电流的测试方式，但因电流信号太小，噪声太大而导致效果不明显，因此需要提出一种新的光传感器和光检测方法，以提高检测精度。
技术实现要素：
为了解决上述问题至少之一，本发明第一方面提供一种光传感器，包括：
第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、电压跟随器、第三薄膜晶体管和输出单元，其中
所述第一薄膜晶体管的第一端、所述第二薄膜晶体管的第一端和所述电压跟随器的输入端连接到第一节点；
所述第一薄膜晶体管的第二端接收第一电平信号，所述第二薄膜晶体管的第二端接收第二电平信号；
所述第一薄膜晶体管的控制端接收第一控制信号，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二控制信号；
所述第三薄膜晶体管的第一端连接所述电压跟随器的输出端，所述第三薄膜晶体管的第二端连接所述输出单元，所述第三薄膜晶体管的控制端接收第三控制信号；
所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管之一响应于其控制信号而导通，所述第三薄膜晶体管响应于所述第三控制信号而导通，所述输出单元的输入端采集第一电压，并输出第一数字电压；
所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的另一个接收光照而产生光照漏电流，改变所述第一节点的电压，经所述电压跟随器得到所述第一节点的跟随电压，所述输出单元的输入端通过导通的所述第三薄膜晶体管采集第二电压，并输出第二数字电压。
进一步地，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中接收光照的薄膜晶体管的有源区材料为非晶硅；
所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中另一薄膜晶体管、所述电压跟随器和/或所述第三薄膜晶体管为背沟槽蚀刻型薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管。
进一步地，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中未接收光照的薄膜晶体管、所述电压跟随器和/或所述第三薄膜晶体管上设置有遮光模块，用于阻止光对其照射。
进一步地，所述遮光模块为黑矩阵。
进一步地，所述输出单元包括与所述第三薄膜晶体管的第二端对地并联连接的电流源和与所述第三薄膜晶体管第二端串联连接的a/d转换器。
本发明第二方面提供一种利用第一方面光传感器的光检测方法，包括：
s101：所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管之一响应于其控制信号而导通；
s103：所述第三薄膜晶体管响应于所述第三控制信号而导通，经所述电压跟随器获得所述第一节点的跟随电压，并传输至所述输出单元，所述输出单元输出所述第一数字电压，所述s101中的薄膜晶体管关闭，所述第三薄膜晶体管关闭；
s105：所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的另一个接受光照射产生光照漏电流；
s107：经光照射预定时间后，所述第三薄膜晶体管响应于所述第三控制信号而导通，经所述电压跟随器获得所述第一节点的跟随电压，并传输至所述输出单元，所述输出单元输出所述第二数字电压，所述第三薄膜晶体管关闭；
s109：所述第一数字电压和第二数字电压上传至上位机用于通过电压差计算出光强度值。
进一步地，所述光检测方法包括：
s201：使得所述第二薄膜晶体管作为所述s101中的响应控制信号而导通的薄膜晶体管，使得所述第一薄膜晶体管作为所述s105中接收光照而产生光照漏电流的薄膜晶体管，执行所述s101-s109；
s203：使得所述第一薄膜晶体管作为所述s101中的响应控制信号而导通的薄膜晶体管，使得所述第二薄膜晶体管作为所述s105中接收光照而产生光照漏电流的薄膜晶体管，执行所述s101-s109；
s205：将所述s201中计算出的所述光强度值和所述s203中计算出的所述光强度值进行加权平均以计算最终的光强度值。
本发明第三方面提供一种显示面板，包括第一方面的光传感器。
本发明第四方面提供一种显示装置，包括第三方面的显示面板。
本发明的有益效果如下：
本发明的光传感器通过对薄膜晶体管进行复位获得基准电压值，通过对另一个薄膜晶体管进行光照获得光感应电压值，利用两次检测的电压差值计算光强度值，即仅使用薄膜晶体管实现对光的检测，并且提高了测试精度。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的一个实施例的光传感器的示意图；
图2示出图1的光传感器的控制时序图；
图3示出本发明的另一个实施例的光传感器的示意图；
图4示出图3的光传感器的控制时序图；
图5示出本发明的另一个实施例的光传感器的示意图；
图6示出图5的光传感器的控制时序图；
图7示出本发明的一个实施例的光检测方法的流程图；
图8示出本发明的另一个实施例的光检测方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本实施例提供一种光传感器，包括：第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、电压跟随器、第三薄膜晶体管和输出单元，其中所述第一薄膜晶体管的第一端、所述第二薄膜晶体管的第一端和所述电压跟随器的输入端连接到第一节点；所述第一薄膜晶体管的第二端接收第一电平信号，所述第二薄膜晶体管的第二端接收第二电平信号；所述第一薄膜晶体管的控制端接收第一控制信号，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二控制信号；所述第三薄膜晶体管的第一端连接所述电压跟随器的输出端，所述第三薄膜晶体管的第二端连接所述输出单元，所述第三薄膜晶体管的控制端接收第三控制信号；所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管之一响应于其控制信号而导通，所述第三薄膜晶体管响应于所述第三控制信号而导通，所述输出单元的输入端采集第一电压，并输出第一数字电压；所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的另一个接收光照而产生光照漏电流，改变所述第一节点的电压，经所述电压跟随器得到所述第一节点的跟随电压，所述输出单元的输入端通过导通的所述第三薄膜晶体管采集第二电压，并输出第二数字电压。
本实施例提供的光传感器的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，一个响应控制信号进行复位，另一个接收光照射。第一和第二薄膜晶体管均可以响应其控制信号而导通，通过复位将第二端所接收的电平信号引入第一节点，即第一薄膜晶体管能够响应于第一控制信号而导通，将第一电平引入第一节点作为基准电位；第二薄膜晶体管能够响应于第二控制信号而导通，将第二电平引入第一节点作为基准电位。第一和第二薄膜晶体管接收光照后均会产生光照漏电流，导致第一节点的电位发生变化。
在实际应用中，若设置第一薄膜晶体管进行复位操作则设置第二薄膜晶体管接收光照产生光照漏电流，若设置第二薄膜晶体管进行复位操作则设置第一薄膜晶体管接收光照产生光照漏电流，以引起第一节点的电位发生变化。
电压跟随器用于跟随第一节点的电压并输出跟随电压，即第一节点的电压经电压跟随器跟随至第三薄膜晶体管的第一端。
第三薄膜晶体管响应于第三控制信号而导通，将电压跟随器输出的跟随电压传输至输出单元。在实际应用中，当第一和第二薄膜晶体管中的一个响应其控制信号进行复位，向第一节点引入复位电平后，第三控制信号从低电平转为高电平，第三薄膜晶体管导通并通过电压跟随器获得第一节点的跟随电压，并作为第一电压传输至输出单元，随后第三控制信号从高电平转为低电平，第三薄膜晶体管关闭。当第一和第二薄膜晶体管中的另一个接收光照产生光照漏电流，在光照射预定时间后，第三控制信号从低电平转为高电平，第三薄膜晶体管导通并通过跟随器获得第一节点的跟随电压，并作为第二电压传输至输出单元，随后第三控制信号从高电平转为低电平，第三薄膜晶体管关闭。
输出单元接收第三薄膜晶体管输出的第一电压和第二电压，经输出单元内部的稳压和a/d转换，输出稳定的数字电压信号至上位机。
在一个具体的示例中，如图1和图2所示，第一薄膜晶体管t1的第一端、第二薄膜晶体管t2的第一端和电压跟随器的输入端连接到第一节点a。
第一薄膜晶体管t1的控制端接收第一控制信号rst1，第二端接收第一电平信号vrst1，第一薄膜晶体管t1的控制端能够响应第一控制信号rst1而导通，将第一节点a的电位拉至第一电平vrst1，作为基准电压。
第二薄膜晶体管t2的控制端接收第二控制信号rst2，第二端接收第二电平信号vrst2，第二薄膜晶体管t2的控制端能够响应第二控制信号rst2而导通，将第一节点a的电位拉至第二电平vrst2，作为基准电压。
电压跟随器的集电极接收电源信号vdd，输出端输出第一节点a的跟随电压至第三薄膜晶体管t3的第一端。
第三薄膜晶体管t3的控制端接收第三控制信号sel，第二端连接输出单元out的输入端，第三薄膜晶体管t3的控制端响应第三控制信号sel而导通，并通过跟随器将第一节点a的跟随电压作为第二电压传输至输出单元。
输出单元out包括与第三薄膜晶体管的第二端对地并联连接的电流源和与第三薄膜晶体管第二端串联连接的a/d转换器，电流源将采集的跟随电压钳位在稳定工作状态，a/d转换器用于将采集的模拟电压变为数字电压并输出该数字电压。
如图2所示，在t1时刻，第二控制信号rst2和第三控制信号sel从低电平切换为高电平，则第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3导通，第一薄膜晶体管t1关断，电压跟随器工作于放大区，第一节点a的电位为第二电平vrst2。
在t2时刻，第二控制信号rst2从高电平切换为低电平，第二薄膜晶体管t2关断，第一节点a的电位钳位在vrst2。第一薄膜晶体管t1工作在关断状态，开始接受光照射。
在t3时刻，第三薄膜晶体管t3处于导通状态，电压跟随器工作于放大区，第三薄膜晶体管t3通过电压跟随器采集第一节点a的电位的跟随电压，作为测量光强度的基准电压值，随后第三控制信号sel从高电平切换为低电平，第三薄膜晶体管t3将采集到的跟随电压传输至输出单元，经输出单元的电流源将采集的跟随电压钳位在稳定工作状态，并经a/d转换器转换为第一数字电压信号并输出该信号，第三薄膜晶体管t3关断。
在t2到t5时刻，第一薄膜晶体管t1接受光照射，第一薄膜晶体管t1的源漏极产生光照漏电流，第一节点a的电位发生变化。
第一薄膜晶体管t1接受预定的光照时间后，在t4时刻，第三控制信号sel从低电平切换为高电平，则第三薄膜晶体管t3导通，准备采集第一节点a的电压。
在t5时刻，第三薄膜晶体管t3处于导通状态，跟随器t3工作于放大区，第三薄膜晶体管t3通过跟随器获得第一节点a的跟随电压，即第一薄膜晶体管t1接受光照射后改变的第一节点a的电位，将跟随电压作为测量光强度的光感应电压值。第三薄膜晶体管t3将采集到的跟随电压传输至输出单元，经输出单元的电流源将采集的跟随电压钳位在稳定工作状态，并经a/d转换器转换为第二数字电压信号并输出该信号。随后第三控制信号sel从高电平切换为低电平，第三薄膜晶体管t3关断。
至此，本实施例的光传感器完成了光检测的过程，通过对第二薄膜晶体管t2的复位获得基准电压值，通过对第一薄膜晶体管t1进行光照射获得光感应电压值，并将两次采集的电压转换为数字电压输出至上位机用于通过电压差计算出光强度值。
本实施例中第一薄膜晶体管t1为响应光照的感应薄膜晶体管，进一步地，其有源区材料为非晶硅，第二薄膜晶体管、电压跟随器和/或第三薄膜晶体管为背沟槽蚀刻型薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管。由于不同材料的薄膜晶体管对光的响应特性不同，例如非晶硅对光响应特性最好，可以作为光感应薄膜晶体管；再例如对光惰性较好的是低温多晶硅和背沟槽蚀刻型薄膜晶体管，可以作为非光感应薄膜晶体管。
进一步地，本实施例中第二薄膜晶体管、电压跟随器和/或第三薄膜晶体管上均设置有遮光模块，用于阻止光对其照射，从而确保在光照情况下，用于复位提供基准电压的薄膜晶体管、电压跟随器和/或第三薄膜晶体管能够稳定工作，不受光照的影响，以提高光检测的精度。
进一步地，遮光模块可以使用黑矩阵。
在另一个优选的实施例中，如图3和图4所示，在第一薄膜晶体管t1上设置遮光片用于复位以获得基准电压值，第二薄膜晶体管t2用于感光产生光照电流以获得光感应电压值；第三薄膜晶体管t3通过跟随器获得第一节点a的跟随电压，并将跟随电压传输至输出单元out以输出数字电压。
如图3所示，第二薄膜晶体管t2用于响应光照射，为确保其他薄膜晶体管不受光照射的影响，在第一薄膜晶体管t1、电压跟随器和第三薄膜晶体管t3上设置遮光模块用于阻止光的照射。
如图4所示，在t1时刻，第一控制信号rst1和第三控制信号sel从低电平切换为高电平，则第一薄膜晶体管t1和第三薄膜晶体管t3导通，第二薄膜晶体管t2关断，跟随器t3工作于放大区，第一节点a的电位为第一电平vrst1。
在t2时刻，第一控制信号rst1从高电平切换为低电平，第一薄膜晶体管t1关断，第一节点a的电位钳位在vrst1。第二薄膜晶体管t2工作在关断状态，开始接受光照射。
在t3时刻，第三薄膜晶体管t3处于导通状态，电压跟随器t3工作于放大区，第三薄膜晶体管t3通过电压跟随器采集第一节点a的电位的跟随电压，作为测量光强度的基准电压值，随后第三控制信号sel从高电平切换为低电平，第三薄膜晶体管t3将采集到的跟随电压传输至输出单元，经输出单元的电流源将采集的跟随电压钳位在稳定工作状态，并经a/d转换器转换为第一数字电压信号并输出该信号，第三薄膜晶体管t3关断。
在t2到t5时刻，第二薄膜晶体管t2接受光照射，第二薄膜晶体管t2的源漏极产生光照漏电流，第一节点a的电位发生变化。
第二薄膜晶体管t2接受预定的光照时间后，在t4时刻，第三控制信号sel从低电平切换为高电平，则第三薄膜晶体管t3导通，准备采集第一节点a的电压。
在t5时刻，第三薄膜晶体管t3处于导通状态，电压跟随器t3工作于放大区，第三薄膜晶体管t3通过跟随器获得第一节点a的跟随电压，即第二薄膜晶体管t2接受光照射后改变的第一节点a的电位，将跟随电压作为测量光强度的光感应电压值。第三薄膜晶体管t3将采集到的跟随电压传输至输出单元，经输出单元的电流源将采集的跟随电压钳位在稳定工作状态，并经a/d转换器转换为第二数字电压信号并输出该信号。随后第三控制信号sel从高电平切换为低电平，第三薄膜晶体管t3关断。
至此，本实施例的光传感器完成了光检测的过程，通过对第一薄膜晶体管t1的复位获得基准电压值，通过对第二薄膜晶体管t2进行光照射获得光感应电压值，并将两次采集的电压转换为数字电压输出至上位机用于通过电压差计算出光强度值。
在另一个优选的实施例中，如图5和图6所示，先使用第二薄膜晶体管t2进行复位、第一薄膜晶体管t1进行光照射获得一个光强度值；再使用第一薄膜晶体管t1进行复位、第二薄膜晶体管t2进行光照射获得另一个光强度值。具体过程为前述两个实施例的过程的叠加，在此不再赘述。
假设rst1和rst2的关态电压一致，第一薄膜晶体管t1和第二薄膜晶体管t2的源漏两端之差一致，两次光照时间相同，则第一薄膜晶体管t1和第二薄膜晶体管t2的光照漏电流一致，因此将两次计算得到的光强度值进行加权平均，能够得到精度更高的光强度值，提高了对光强度的测量精度。
本发明的另一个实施例还提供了一种利用上述光传感器的光检测方法，如图7所示，包括：
s101：第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管之一响应于其控制信号而导通；
s103：第三薄膜晶体管响应于第三控制信号而导通，经电压跟随器获得第一节点的跟随电压，并传输至输出单元，输出单元输出第一数字电压，s101中的薄膜晶体管关闭，第三薄膜晶体管关闭；
s105：第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的另一个接受光照射产生光照漏电流；
s107：经光照射预定时间后，第三薄膜晶体管响应于第三控制信号而导通，经电压跟随器获得第一节点的跟随电压，并传输至输出单元，输出第二数字电压，第三薄膜晶体管关闭；
s109：第一数字电压和第二数字电压上传至上位机用于通过电压差计算出光强度值。
本实施例提供的测试方法通过对第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的一个进行复位获得基准电压值，再通过对第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的另一个进行光照获得光感应电压值，经上位机用于通过对两个电压的差值进行计算，获得薄膜晶体管对光响应的变化，从而计算出光强度值。
在另一个优选的实施例中，如图8所示，光检测方法包括：
s201：使得第二薄膜晶体管作为s101中的响应控制信号而导通的薄膜晶体管，使得第一薄膜晶体管作为s105中接收光照而产生光照漏电流的薄膜晶体管，执行s101-s109；
s203：使得第一薄膜晶体管作为s101中的响应控制信号而导通的薄膜晶体管，使得第二薄膜晶体管作为s105中接收光照而产生光照漏电流的薄膜晶体管，执行s101-s109；
s205：将s201中计算出的光强度值和s203中计算出的光强度值进行加权平均以计算最终的光强度值。
在本实施例中，先使用第二薄膜晶体管t2进行复位、第一薄膜晶体管t1进行光照射获得一个光强度值；再使用第一薄膜晶体管t1进行复位、第二薄膜晶体管t2进行光照射获得另一个光强度值，即通过对光传感器进行双向复位从而计算出光强度值。
假设rst1和rst2的关态电压一致，第一薄膜晶体管t1和第二薄膜晶体管t2的源漏两端之差一致，两次光照时间相同，则第一薄膜晶体管t1和第二薄膜晶体管t2的光照漏电流一致，因此将两次计算得到的光强度值进行加权平均，得到精度更高的光强度值，提高了对光强度的测量精度。
本发明的另一个实施例还提供一种显示面板，包括上述光传感器。
本发明的另一个实施例还提供一种显示装置，包括上述显示面板，该显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。